CN100540487C - 一体化高浓度难降解污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一体化高浓度难降解污水处理装置。它包括两相厌氧区和好氧区两部分，两相厌氧区由内套筒、中间套筒和外套筒组合而成，内套筒内为产酸相反应区、内套筒与中间套筒之间为两相厌氧过渡区、中间套筒与外套筒之间为产甲烷相反应区，两相厌氧过渡区和产甲烷相反应区的下部为泥水分离区、上部为气相区，内套筒顶部周围设有出水堰板，外套筒顶部设置出水管，出水通过水泵打到位于上层的好氧区，好氧区内设置有膜生物反应器，在两相厌氧区和好氧区均设有排泥管，好氧区下部还设有好氧进气管、好氧进气管与曝气系统相连，上部设有反冲洗管。本发明具有处理效果好，工艺简单，结构紧凑，运行管理方便，占地面积小，工程造价低等优点。

Description

一体化高浓度难降解污水处理装置

(一)技术领域

本发明涉及的是一种污水处理装置，具体地说是一种高浓度难降解有机废水处理的反应器。

(二)背景技术

近年来，由于松花江及太湖水连续发生较为严重的水体污染事件，社会各界和各级环保部门越来越来关注高浓度工业废水的排放。因此高浓度有机废水处理研究显得尤为重要。厌氧生物处理是一种高效的生物处理技术，具有有机负荷高，污泥产量小等优点，目前被广泛应用于高浓度有机废水的处理。但其出水COD浓度较高，出水往往不能达标排放。膜生物反应器是一种将膜分离技术与生物处理单元相结合的新型水处理技术，具占地面积小、容积负荷高、出水水质好等诸多优点。在专利号为02273044.3的中国实用新型专利中公开了一种“厌氧好氧一体化污水处理装置”，该装置由不同直径的内外圆筒套叠组成，内圆筒作为好氧区，内圆筒与外圆筒之间设有环形通道构成厌氧区。该工艺流程简单，启动快，运行稳定，水力停留时间短，操作实施方便，设备结构简单，占地面积小，运行费用低。但也存在一些缺点：1)结构过于简单，厌氧部分无三相分离器，无法实现水气液的完全分离；2)产酸菌和产甲烷菌在同一个反应器内，无法提供最佳的生长和代谢条件，使它们能够发挥各自最大的活性，与两相厌氧消化工艺相比，其处理能力和效率较低。

(三)发明内容

本发明的目的在于提供一种管理操作简单，组合化程度高，处理效率高，工程造价低的一体化高浓度难降解污水处理装置。

本发明的目的是这样实现的：

它包括两相厌氧区和好氧区两部分，两者成塔式连接，上部分为好氧区，下部分为两相厌氧区；两相厌氧区由内套筒、中间套筒和外套筒组合而成，内套筒内为产酸相反应区、内套筒与中间套筒之间为两相厌氧过渡区、中间套筒与外套筒之间为产甲烷相反应区，产酸相反应区上部为三相分离器、下部为完全搅拌混合反应区，两相厌氧过渡区和产甲烷相反应区的下部为泥水分离区、上部为气相区，内套筒顶部周围设有出水堰板，外套筒顶部设置出水管，出水通过水泵打到位于上层的好氧区；好氧区内设置有膜生物反应器，在两相厌氧区和好氧区均设有排泥管，好氧区下部还设有好氧进气管、好氧进气管与曝气系统相连，上部设有反冲洗管，所述的曝气系统有两套，一套为位于好氧区底端的球冠状微孔曝气器，另一套为位于膜层间的粗气泡曝气器。

本发明还可以包括这样一些结构特征：

1、所述的膜生反应器的中空纤维膜为片状，即两端用一竖管接纤维丝的出水孔，形成一种平板状，单片平板状膜构成一种矩形状膜组件，单片平板状膜间有一定的距离。

2、所述的膜组件的膜通量为8.0L/m²·h～64.0L/m²·h。

3、两套曝气系统由同一台鼓风机供气。

4、在三相分离器内设有沉淀区和气室，在完全搅拌混合反应区的底部设有排泥管，完全搅拌混合反应区内设有进水管和射流搅拌器。

5、所述的产甲烷相反应区内设置有将该反应区分割成上下两部分的导流筒，下部分为反应区、底部装有排泥管，上部分为泥水分离沉淀区、内设出水槽和出水管。

本发明的两相厌氧区采用套筒组合的形式，各种形式的多组套筒将反应器内的空间有机地分割成产酸相反应区、两相厌氧过渡区、产甲烷相反应区、泥水分离区、气相区等，从而使反应器具有两相厌氧生物处理的功能。

本发明中膜组件的结构形式是一大特点，其中，中空纤维膜设计成片状，两端用一竖管接纤维丝的出水孔，形成一种平板状，然后将这种单片状膜构成一种矩形状膜组件，单片状膜间设置有一定的距离，避免污泥的淤积。该组件膜的膜通量为8.0L/m²·h～64.0L/m²·h。另外，本发明采用两套曝气系统，一套为底端曝气，用球冠状微孔曝气器，向反应器内提供足够的溶解氧；底端曝气能够防止底部出现由于污泥堆积造成的死角，避免了淤积的污泥在缺氧条件下呼吸产生的黑色物质对膜表面的堵塞，因而是有助于减缓中空纤维膜的堵塞，延长运行周期的膜组件形式。另一套为层间曝气，用粗气泡曝气器，此装置能够增加对膜表面的冲刷，很好的防止污泥在纤维丝间淤积。同时为膜组件提供适宜的膜面流速，以减缓膜污染的发生，而且每个单元之间都采取可拆装的方式，是一种效果最好的膜组件形式。两套曝气系统由同一台鼓风机进行供气。

本发明在厌氧部分采用两相厌氧，两相厌氧的本质就是通过调控产酸相和产甲烷相两个单元的运行参数，运用动力学控制方法，实现生物相的分离，从而形成产酸发酵微生物和产甲烷发酵微生物各自的最佳生态条件，充分发挥各自的降解效率，大幅度提高废水厌氧生物处理的能力和反应器的运行稳定性。废水通过产酸反应器对污水进行预处理，不仅将废水中溶解性大分子有机物分解成较高级的脂肪酸、甘油、氨基酸、单糖、醇类等，同时将不溶性有机物分解成可溶性小分子有机物，为产甲烷反应器提供了更适宜的基质提高了废水的可生化性，而且还能够解除或降低水中的有毒物质如硫酸根、重金属离子的毒性，改变难降解有机物的结构，减少对产甲烷菌的毒害作用和影响，增强系统运行的稳定性，提高出水效果。

本发明专利于现有技术相比具有如下特点：

1)本装置可以处理高浓度难降解有机废水，处理效果好，出水可达到回用标准。

2)本装置工艺简单，结构紧凑，运行管理方便；设备体积小，占地面积小，从而使整个工程造价明显降低。

3)在好氧区对膜组件结构形式进行设计与开发，可避免了污泥的淤积；同时采用两套曝气系统，一套用球冠状微孔曝气器，向反应器内提供足够的溶解氧；另一套用粗气泡曝气器，起混合、搅拌的作用，同时为膜组件提供适宜的膜面流速，以减缓膜污染的发生。

4)所有的阀门都采用电磁阀，由电控柜统一控制，实现了出水、进水、反冲洗的自动控制。

5)处理量大，无异味，可适用于生活小区，部队营房和工厂医院等环境的污水处理，应用前景广泛。

(四)附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的I-I向剖面图；

图3是图1的II-II向剖面图。

(五)具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

一体化高浓度污水处理装置厌氧区由长宽不同的两个长方体套筒套叠而成。内套筒1内为产酸相反应区，产酸相反应区上部为三相分离器3，下部为完全搅拌混合反应区10。在三相分离器内设有沉淀区4和气室5，在沉淀区泥水有效分离，沉淀污泥回落至完全搅拌混合反应区10；气室5的功能是收集并排出沼气。在完全搅拌混合反应区10的底部设有排泥管13，内设进水管6和射流搅拌器7。出水通过出水槽8进入两相厌氧过渡区9。套筒2内为产甲烷相反应区，该区内由导流筒11将该区分为上下两部分，下两部分为产甲烷相反应区12，底部装有排泥管13；上部分为泥水分离沉淀区14，内设出水槽15，出水管16。

两相厌氧区的上层为好氧区，筒19为膜生物反应器。在膜生物反应器19内部设有三组膜组件20，21，22。在好氧区底部设有进气管23、进水管18和排泥管27，厌氧区的出水通过水泵17被提升到好氧区。进气管连接曝气头24。在好氧区上部设有反冲洗管26和出水管25。当反应器出水的时候，打开阀门31，32，33，关阀门28，29，30，34，35，36。当进行反冲洗的时候，先对一个膜组件20进行反冲洗，其余两个正常运行。对膜组件20进行反冲洗的时候，打开阀门30，31，32，35，36，关闭阀门28，29，33，34。当对膜组件21进行反冲洗的时候，打开阀门29，31，33，34，36，关闭阀门28，30，32，35。对膜组件22进行反冲洗的时候，打开阀门28，32，33，36，关闭阀门29，30，31，34，35。

Claims (6)

1、一体化高浓度难降解污水处理装置，它包括两相厌氧区和好氧区两部分，其特征是：两者成塔式连接，上部分为好氧区，下部分为两相厌氧区；两相厌氧区由内套筒、中间套筒和外套筒组合而成，内套筒内为产酸相反应区、内套筒与中间套筒之间为两相厌氧过渡区、中间套筒与外套筒之间为产甲烷相反应区，产酸相反应区上部为三相分离器、下部为完全搅拌混合反应区，两相厌氧过渡区和产甲烷相反应区的下部为泥水分离区、上部为气相区，内套筒顶部周围设有出水堰板，外套筒顶部设置出水管，出水通过水泵打到位于上层的好氧区；好氧区内设置有膜生物反应器，在两相厌氧区和好氧区均设有排泥管，好氧区下部还设有好氧进气管、好氧进气管与曝气系统相连，上部设有反冲洗管，所述的曝气系统有两套，一套为位于好氧区底端的球冠状微孔曝气器，另一套为位于膜层间的粗气泡曝气器。

2、根据权利要求1所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是：所述的膜生物反应器的中空纤维膜为片状，即两端用一竖管接纤维丝的出水孔，形成一种平板状，单片平板状膜构成一种矩形膜组件，单片平板状膜间有一定距离。

3、根据权利要求2所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是：所述的膜组件的膜通量为8.0L/m²·h～64.0L/m²·h。

4、根据权利要求1、2或3所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是：两套曝气系统由同一台鼓风机供气。

5、根据权利要求1、2或3所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是：在三相分离器内设有沉淀区和气室，在完全搅拌混合反应区的底部设有排泥管，完全搅拌混合反应区内设有进水管和射流搅拌器。

6、根据权利要求1、2或3所述的一体化高浓度难降解污水处理装置，其特征是：所述的产甲烷相反应区内设置有将该反应区分割成上下两部分的导流筒，下部分为反应区、底部装有排泥管，上部分为泥水分离沉淀区、内设出水槽和出水管。

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